• 한국연소학회지
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• 제5권1호
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• pp.55-66
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• 2000

A general purpose program for the analysis of flows in a gas turbine combustor is developed. The program uses non-staggered grids based on finite volume method and the cartesian velocities as primitive variables. A flow inside the C-type diffuser is simulated to check the boundary fitted coordinate. The velocity profiles at cross section agree well with experimental results. A turbulent diffusion flame behind a bluff body is simulated for the combustion simulation. Simulated results show good agreement with experimental data. Finally, a turbulent flow with swirl in a gas turbine combustor was simulated. The results show two recirculating region and simulated velocity fields agree well with experimental data. The distance between two recirculating regions becomes shorter as swirl angle increases. Swirl angle changes angular momentum and streamlines in flow fields.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제23권5호
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• pp.711-718
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• 1999

Current turbulence models including modified $K-{\varepsilon}-{\tau}$ turbulence model do not predict compression effect on turbulence accurately in an internal combustion engine. The $K-{\varepsilon}-{\tau}$ turbulence model was suggested to improve the predictability of compression effect by We et al. In this paper a numeri-cal study was performed to clarify the applicability of the $K-{\varepsilon}-{\tau}$ turbulenc model to the calculation of the in-cylinder flow of an axisymmetric engine. THe results using $K-{\varepsilon}-{\tau}$ turbulence model are compared to those from the modified $K-{\varepsilon}-{\tau}$ turbulence model and experimental data. The mean veloc-ity and rms velocity profiles using $K-{\varepsilon}-{\tau}$ turbulence model showed a better agreement with an experimental data than those of modifid $K-{\varepsilon}-e$ turbulence model.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제23권5호
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• pp.662-670
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• 1999

A numerical prediction was performed to clarify the air motion in the cylinder of an axisymmet-ric four-stroke reciprocating engine at its intake and compression stage. A scheme of finite volume method is used for the calculation. Modified $k-{\varepsilon}$ turbulence model is adopted and wall function is applied to the grids near the wall. The predicted mean velocity and rms velocity profiles showed a reasonable agreement with an available experimental data at its intake and compression stage. The predicted in-cylinder flow fields show that a strong turbulent twin vortex structure is pro-duced during induction but it commences to decay rapidly around inlet valve closure. The mean velocity continues to fall to a low level during compression but the turbulence intensity attains an approximate constant level.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
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• pp.17-17
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• 1997

극초음속 여객기와 군사용 항공기에 대한 수요가 증가함에 따라서 새로운 개념의 다양한 추진기관이 연구가 진행되고 개발되어 왔다. 초음속 항공기의 속도 영역은 마하 10-20 정도가 되는데 이 속도 한계를 극복하기 위하여 초음속 연소 램제트 엔진(SCRamjet; Supersonic Combustion Ramjet)이 제안되었다. 스크램 제트를 개발하기 위해서는 연료와 산화제의 혼합 효율 문제, 화염의 안정화 문제, 벽면의 냉각에 관한 문제 등 몇 가지 기본적인 문제들을 해결해야 한다. Univ of Michigan에서 실험한 연소기를 모델로 본 연구에서는 연료와 공기의 혼합에 관한 수치 연구를 수행하였다. 다원 혼합기체에 관한 축대칭 Navier-Stokes 방정식을 지배 방정식을 이용하였고 비평형 화학반응식을 고려하였다. 공간 차분에는 유한 체적법을 이용하였다. 대류 플럭스 항은 Roe의 Upwind FDS 기법을 사용하여 차분하였고 점성항에는 중심 차분법을 이용하였다. 시간 적분법으로는 근사 자코비안과 LU분할 기법을 이용한 완전 내재적 방법이 쓰였다. 난류 모델로는 Mentor에 의해 제안된 2 방정식 k-$\varepsilon$/k-$\omega$ 혼합모델을 사용하였다. 유동장이 실험에서의 찍은 사진과 유사한 모습의 충격파 간섭을 수치 모사하였고 수소가 확산되는 모습과 함께 노즐 lip 주위의 재순환 영역에 대해서 살펴볼 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.349-352
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• 2010

초음속 디퓨져의 유동현상 및 천이구간에 대해서 수치적 기법에 의한 분석을 수행하였다. 수치기법으로는 초음속 디퓨져의 내부유동해석을 위하여 2차원 축대칭 Navier-Stokes equation와 $k-{\epsilon}$ 난류모델을 사용하였으며, 액체 로켓엔진의 연소실의 천이 구간의 압력변화에 따라서 디퓨져 내부의 마하수 및 진공 챔버의 온도분포를 비교 검토하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제15회 학술강연회논문초록집
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• pp.20-20
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• 2000

2개의 경사 충격파와 하나의 수직 충격파로 초음속 유동을 압축하는 초음속 공기 흡입구의 수치적 연구를 수행하였다. 지배방정식으로는 Navier-Stokes방정식을 사용하였고 난류모델로는 SST 모델을 사용하였다. 지배방정식의 점성항 계산에는 중심차분법을 사용하였고 대류항 계산에는 풍상차분법인 Roe의 FDS기법을 MUSCL기법과 결합하여 이용하였다. 유한 체적법을 이용하여 차분된 방정식은 LU분할 기법을 이용한 완전 내재적 방법으로 2차 정확도 시간 적분으로 비정상 과정의 연구를 수행하였다. 흡입구 배압을 정해주어야 하는 어려움을 해결하기 위해 흡입구 후면에 노즐을 달고 노즐의 면적을 조절하여 배압이 형성되도록 하였다.(중략)

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1997년도 제8회 학술강연회논문집
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• pp.63-72
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• 1997

본 논문은 분사제트 주위에 형성되는 와류를 조절하여 제트를 제어하기 위하여 유동가시화, 속도분포 및 난류성분을 측정하는 실험을 수행하였다. 와류를 조절하기 위한 방법으로 제트노즐 주위에 환형관을 설치하여 환형관으로부터 2차제트를 분사 또는 흡입함으로써 제트주위에 형성되는 전단류를 변화시켰다. 2차제트 분사시 주제트 주위에 형성되는 와류의 발달을 억제함으로써 제트 포텐셜코어의 길이가 아주 길어지는 제트유동을 얻을 수 있었다. 환형관으로부터 주제트주위의 유체를 흡입하는 경우 제트주위의 전단류가 흡입비 R=1.3∼l.65에서 대류불안정성에서 절대불안정성으로 바뀜으로써 형성된 와류가 하류에서 제트중심부까지 발전, 결합되는 것을 방지하여 더 긴포텐셜코어와 중심에서 낮은 난류강도를 얻었다. 위의 결과는 환형관 주위에 부착한 깃의 높이 변화에 따라서 변화하였는데, 이것은 깃이 환형관을 통한 흡입유동의 유로역할을 함으로써 제트밖으로부터 흡입되는 것을 방지할 수 있었다. 분사제트 벡터링을 위하여 제트노즐 주위의 환형관을 이등분하여 한쪽으로만 제트주위의 유동을 흡입함으로써 제트주위에 다른 전단류를 형성함과 동시에 Coanda효과를 이용하여 분사제트를 편향시켰다. 편향되는 정도 및 난류성분은 홉입속도 비에 따라서 크게 바뀌었다.

• 한국추진공학회지
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• 제4권4호
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• pp.70-77
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• 2000

초음속 2단벨노즐(SDBN)은 종래의 축소확대형 초음속 노즐의 벽면에 변곡점을 설치하여, 비행체의 고도에 따른 노즐내부의 유동특성을 조절하기 위한 새로운 개념의 추진노즐이다. 본 연구에서는 이러한 SDBN의 유용성과 유동특성을 조사하기 위하여 축대칭 Navier-Stokes 방정식을 유한체적법으로 수치계산하였다. 본 연구의 결과로부터 SDBN의 Base 노즐의 길이는 SDBN 내부에서 발생하는 충격파 시스템에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 노즐 유동의 박리위치가 변곡점에 고착되는 넓은 범위의 압력비가 존재한다는 것을 알았다. 또 SDBN의 최대추력은 노즐출구에서 유동이 적정팽창 상태일 때 발생한다는 것을 알았다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권1호
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• pp.34-40
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• 1999

경사면에 충돌된 제트의 유동은 주제트(major jet)와 부제트(minor jet)로 나뉘어지게 되고 이로 인해 경사면 양쪽 영역에서의 유동 및 열전달 특성이 상이하게 된다. 또한 분사된 제트는 코안다 효과 (Coanda effect)로 인하여 경사면 위쪽으로 편향이 되어 충돌하게 된다. 이 결과 부제트영역에서 높은 난류 강도와 운동량를 얻을 수 있고, 국소 열전달계수를 상당히 높일 수 있다. 본 연구에서는 경사면의 각도와 분사속도를 변화시켰을 때 제트의 유동특성 변화 및 충돌면에서의 열전달 특성을 실험적으로 고찰하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제7권4호
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• pp.46-52
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• 2003

액체추진로켓엔진에서는 고온, 고압의 연소가스로부터 엔진을 보호하기 위하여 재생 냉각을 많이 사용한다. 이 재생 냉각의 유동장 해석과 열전달을 수치해석하였다. 형상은 연소실, 노즐 및 냉각 채널 모두를 2차원 축대칭으로 가정하였다. 연소실 및 노즐의 유동장은 압축성 유동장 해석을 통하여 구하였고, 냉각 채널은 고체 열전달로부터 구하였다. 유동장과 온도장은 모두 정상상태로 가정하였다. 노즐에서 구한 열유속은 냉각채널 벽면에서의 온도 분포를 구하기 위해 사용하였다. 결과로는 냉각 채널 벽면에서의 온도 변화와 냉각제의 온도 변화를 구하였다. 냉각 채널의 형상 변화와 냉각제의 유량 변화에 따른 냉각 채널 벽면에서의 온도변화를 조사하였다.